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OUTILS ET MÉCANISMES POUR L'AGRICULTURE
Éolienne Camomille pour soulever l'eau. Dessin, description
Annuaire / Outils et mécanismes pour l'agriculture L'approvisionnement en eau est un problème aigu pour de nombreux membres novices des coopératives de jardinage, propriétaires de parcelles familiales. Il est loin d'être possible d'approvisionner en eau à partir de sources locales à l'aide d'essence ou de pompes électriques, mais l'ancienne méthode éprouvée - un puits et une cuve - est lourde et inefficace. Après tout, pour une parcelle de jardin d'une superficie de 0,01 hectare en été, il faut environ 2 à 3 m3 d'eau par jour. C'est pourquoi le courrier des lecteurs se tourne de plus en plus vers la pratique de l'utilisation de l'énergie éolienne : dans plusieurs régions du pays et à l'étranger, des unités de pompage d'eau éoliennes et mécaniques ont fait leurs preuves, dont beaucoup sont conçues et fabriquées par des auteurs amateurs. Malheureusement, ces conceptions sont souvent réalisées à un niveau primitif, ce qui s'explique par l'absence presque totale de littérature de masse sur la conception et la fabrication d'éoliennes modernes. Aujourd'hui, nous avons décidé de familiariser les lecteurs avec le dispositif de l'unité mécanique éolienne domestique "Romashka", développé au sein de l'association scientifique et de production "Vetroen". En termes d'indicateurs techniques et économiques, "Romashka" appartient au nombre d'appareils domestiques modernes de cette classe et surpasse les modèles étrangers dans un certain nombre de paramètres. Il est structurellement simple, ne contient pas de composants et de pièces rares, est sûr à utiliser, pratique et sans prétention. Tout cela nous permet de recommander "Camomille" pour l'autoproduction. L'unité "Romashka" est conçue pour extraire l'eau de n'importe quelle source d'eau (puits, puits, réservoir ouvert, etc.) avec une profondeur d'eau allant jusqu'à 8 m et peut être utilisée aussi bien dans les zones fixes que dans les pâturages d'été. L'éolienne est conçue pour être utilisée dans des régions au climat tempéré et avec des vitesses de vent annuelles moyennes d'au moins 3 m/s - il s'agit de la partie européenne de l'URSS, de la Sibérie occidentale, du Kazakhstan, de l'Asie centrale, de la Transcaucasie et de l'Altaï. L'avantage de l'installation est l'autonomie : aucune présence constante ni aucune intervention pendant son fonctionnement n'est requise. "Romashka" (Fig. 1) - une éolienne, dans le support du support de laquelle est montée une pompe. Le poteau tubulaire est fixé avec six haubans et trois ancrages enfoncés. caractéristiques techniques
L'éolienne (Fig. 2) est multipale, à faible vitesse. Sa crémaillère en deux ou trois sections peut mesurer 4 ou 6 m de haut. Dans la partie supérieure se trouve une tête avec une éolienne à 12 pales à trois degrés de liberté. Lorsque la direction du vent change, il s'ajuste automatiquement du côté sous le vent de la tour en raison de la rotation de la tête. Pour un auto-alignement efficace de l'éolienne et sa stabilisation dans le flux du vent, ainsi que pour le déchargement du moment de flexion, les axes des pales sont inclinés par rapport à l'axe de l'éolienne et font avec lui un angle de 75°. .
Afin de réduire la pression frontale du flux d'air et d'éliminer l'influence des forces gyroscopiques lors de fortes rafales de vent latérales, la roue éolienne est montée sur une bascule pouvant tourner autour d'un axe horizontal perpendiculaire à l'axe de rotation et coupant le axe du support. Ainsi, sous l'influence d'un vent fort, la roue, pour ainsi dire, "flotte" dans le flux d'air. Dans le même temps, le moment des forces de pression frontale sur les pales (par rapport à l'axe horizontal de rotation du culbuteur) est équilibré par un moment de poids égal à 0,2-0,3 kGm, cela assure le démarrage de la roue éolienne déviation de sa position d'origine à une vitesse de vent de 5-6 m/s. Pour compenser une partie du poids de la roue, la bascule du côté au vent est équipée d'un contrepoids de poids, dans le trou duquel est insérée une boucle métallique. Cette dernière sert à arrêter l'éolienne : avec une perche assez légère munie d'un crochet au bout, en l'accrochant à la boucle, déplacez l'axe de la roue en position verticale. Le mécanisme de transmission de la force de la roue éolienne à la pompe est un levier à came, avec une tige verticale se déplaçant en va-et-vient. La poussée passe à l'intérieur du support de l'éolienne dans des guides antifriction. A une extrémité du levier à deux bras, fixé sur l'axe entre les joues du culbuteur, se trouve un galet (roulement à billes). Il interagit avec la surface latérale intérieure de la parabole, qui est fixée de manière excentrique sur le moyeu de l'éolienne. Lorsque les lames tournent, le rouleau, roulant sur le plateau, transmet un mouvement oscillatoire au levier. L'autre extrémité du levier est reliée à la tige verticale par l'intermédiaire d'une charnière et d'un émerillon. L'axe de suspension pivotant (charnière) en position médiane du levier coïncide avec l'axe de rotation horizontal du culbuteur. Ainsi, l'influence des forces agissant dans le mécanisme de transmission sur la position de l'éolienne et de la bascule dans le flux du vent est exclue. Étant donné que l'axe de rotation du levier est inférieur à l'axe de rotation de la bascule, l'amplitude des déplacements verticaux de la poussée de la pompe augmente avec l'augmentation de la vitesse du vent et la déviation de la bascule avec la roue éolienne. Cela garantit une augmentation des performances de la pompe, une utilisation optimale de la puissance de la roue éolienne à différentes vitesses de vent et une augmentation de l'efficacité de l'unité. La lame (Fig. 3) est une lame sur laquelle est rivetée une tige en acier traité thermiquement. La lame est de plan trapézoïdal, emboutie dans une feuille de duralumin de grade D16 ou Mg6 de 1,2 mm d'épaisseur ; profil - manille de rayon constant. Pour plus de rigidité, une crête en forme de T est réalisée. L'axe de la tige est parallèle au bord d'attaque, ce qui permet d'obtenir une torsion géométrique de la pale de 18°. Le méplat incliné à l'extrémité de la tige assure la même position angulaire des pales dans le moyeu de l'éolienne (l'angle d'installation est de 23° à l'extrémité et de 45° au bout), le méplat contribue à l'auto-serrage de la lame par les forces centrifuges lorsque les boulons de fixation sont desserrés (néanmoins, après avoir serré les boulons, il est nécessaire de les contrer par paires avec du fil de fer ou des rondelles pliantes). La masse d'une pale individuelle ne dépasse pas 400 g et la différence de masse ne doit pas dépasser 5 à 10 g. Le déséquilibre de la roue éolienne par rapport à l'axe de rotation ne dépasse pas 2,5 Gm.
La pompe (Fig. 4) est auto-amorçante, dotée d'un diaphragme en caoutchouc à écoulement horizontal et comporte trois cavités. La cavité réceptrice est reliée au manchon d'aspiration, la cavité sous-diaphragmatique communique avec celle de réception par six trous bouchés par la soupape d'aspiration, la cavité supradiaphragmatique par le bas est reliée à la cavité sous-diaphragmatique également par six trous bouchés par la soupape de refoulement, et de ci-dessus - avec un tuyau de vidange et avec la cavité de support de l'éolienne. Ce dernier « sauve » l'éolienne de la casse due au serrage accidentel du tuyau de vidange.
Le diaphragme est serré le long de la périphérie entre les corps de pompe supérieur et inférieur par six boulons, et au centre - entre les plaques supérieure et inférieure percées de trous - par trois vis. L'axe de la pompe est enfoncé dans la plaque supérieure, dans laquelle est vissée la butée de l'éolienne. Une rainure est réalisée sur l'axe, un clapet de décharge lamellaire y est posé. Un ressort de rappel d'une force de 5 à 10 kg presse le diaphragme à travers le plateau supérieur, assurant son rappel et fermant en force le mécanisme de transmission de l'éolienne. Le tuyau d'aspiration est un tuyau en polyéthylène (polypropylène) de 10 ... 30 m de long avec un diamètre intérieur de 20 mm et une épaisseur de paroi de 2 mm, qui évite sa compression par la pression atmosphérique lorsqu'il est raréfié dans la pompe. L'extrémité du manchon est équipée d'un filtre à mailles récepteur avec des cellules de 1 à 1,5 mm. Afin d'éviter un dégagement gazeux abondant de l'eau (cavitation) à de grandes profondeurs d'aspiration, la cavité d'aspiration de la pompe est équipée d'une chambre de compensation (rainure annulaire dans le boîtier inférieur). La cavité sous-membrane de la pompe est réalisée avec le plus petit volume libre possible, ce qui permet d'augmenter le degré de raréfaction et d'aspiration jusqu'à une profondeur de 8,5 m.vanne et plaque à membrane inférieure. Toutes les parties de la pompe fonctionnant dans l'eau doivent être soigneusement protégées contre la corrosion. Les surfaces extérieures des éoliennes en série sont recouvertes d'un apprêt FL-OZK et peintes avec de l'émail PF-115 en blanc ou gris clair, ainsi que les extrémités des pales, le cache-moyeu, le poids-contrepoids, les raccords de support et la pompe. sont rouges. Les surfaces de friction et les roulements doivent être lubrifiés (CIATIM 201 ou LITOL). "Romashka" est conçu pour fonctionner pendant la saison chaude à une température de l'air d'au moins plus 1 °. Avant l'apparition du gel, il faut l'arrêter en déplaçant l'éolienne en position « stop ». Pour l'hiver, afin d'augmenter la durée de vie du diaphragme, il est conseillé de démonter l'éolienne, de la sécher et de la stocker à l'intérieur. La "Camomille" est montée par deux ou trois personnes dans un endroit ouvert au vent de manière à ce que la distance entre la roue éolienne et l'obstacle le plus proche (arbres, bâtiments, etc.) soit d'au moins 25 à 50 m. dépend de la longueur du tuyau d'aspiration et de la hauteur de la montée d'eau, mais ne doit pas dépasser 15-20 m. Le point supérieur du tuyau d'aspiration doit être situé aussi bas que possible. Avec une tête haute du puits (puits), le manchon est sorti à travers un trou dans la paroi latérale de la tête, réalisé à 150-200 mm du sol. Installez l'éolienne sur un sol dense compacté ou une plateforme solide, support. Les ancres sont martelées à moins de 2,5 à 3 m du support d'éolienne, uniformément sur toute la circonférence, jusqu'à une profondeur de 400 à 800 mm. Sur des sols faibles (sable, tourbe), au lieu d'ancres, il est plus judicieux d'utiliser des ancres enterrées à une profondeur de 500 à 1000 0,06 mm - des plaques d'une superficie d'au moins 2 mXNUMX. Avant de soulever l'éolienne, les renforts sont pré-accrochés aux brides de support et aux trous des ancrages martelés, puis la crémaillère avec l'éolienne se lève en position verticale, tandis que la partie inférieure du support (pompe) est amenée au centre du site. Reste à choisir le relâchement des vergetures et enfin à les réparer. La tension de l'étage supérieur des haubans est assurée par un ancrage supplémentaire ; le niveau de sécurité inférieur peut s'affaisser légèrement. Avant le premier démarrage, versez 1 à 2 litres d'eau dans la pompe par le tuyau de vidange - humidifiez et scellez les vannes de la pompe. Avec une force de vent de 2,5 à 3 m/s, quelques minutes après le démarrage, l'unité commencera à fournir de l'eau. Pendant le fonctionnement de l'installation, un coup peut se produire dans le mécanisme du levier à came, il est parfois difficile de démarrer l'éolienne. Ces interférences sont éliminées en ajustant la longueur de la tige de l'éolienne : en vissant (ou vissant) l'émerillon sur l'extrémité filetée supérieure de la tige. Le réglage doit être effectué avant de soulever l'éolienne, et le diaphragme de la pompe ne doit pas atteindre la position la plus basse de 2-3 mm lorsque le culbuteur avec l'éolienne s'écarte de 45° par rapport à la position initiale. Après réglage, la tige doit être solidement verrouillée afin d'éviter tout auto-dévissage. Pour un approvisionnement en eau garanti, l'éolienne fonctionne avec un réservoir de stockage d'eau d'une capacité de 1,5 à 2 m3. Il est recommandé de l'installer à 10 m maximum de la pompe. En cas de remplissage excessif du conteneur, un tuyau ou un tuyau de vidange spécial doit être prévu. Les caractéristiques de l'éolienne, obtenues lors d'essais avec une hauteur d'aspiration de 8 m et une montée d'eau totale allant jusqu'à 10 m, sont représentées dans les schémas (Fig. 5 et 6). La vitesse maximale du vent lors des tests était de 40 m/s.
L'expérience de l'exploitation annuelle des éoliennes Romashka a montré leur fiabilité, leur simplicité et leur facilité d'entretien. Auteur : S.Nikonov
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